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Entwicklung und Kommerzialisierung von XaaS-Diensten für den Maschinenbau
Die Digitalisierung ist ein Turbo für Innovationen, Effizienz und den globalen Wettbewerb. Industrieunternehmen sind deshalb gezwungen, offen für neue Technologien, Prozesse und Geschäftsmodelle zu sein und sich an die rasanten Veränderungen anzupassen.
Vor diesem Hintergrund spielen “Everything as a Service”-Dienste eine Rolle. Das bedeutet, “alles” als Service anzubieten. So muss z. B. eine Maschine nicht gekauft werden, um sie nutzen. Daten sind eine wertvolle Ressource und in diesem Fall die Ware. Jedes Unternehmen erhebt Daten und wertet diese aufwändig aus. Deshalb existiert schon länger die Idee, solche Dienste anzubieten. Davon profitieren sowohl Anbieter als auch Nutzer vor allem hinsichtlich Effizienz und Kosten. Damit diese Services angeboten und genutzt werden können, müssen einige Bedingungen erfüllt sein. Auch rechtliche Fragen müssen geklärt werden.
Geschäftsmodelle neu denken
Um Everything as a Service (XaaS)-Dienste genauer zu beleuchten und zu ermöglichen sowie Vorbehalte aus dem Weg zu räumen, wurde das Großforschungsprojekt “X-Forge BW” ins Leben gerufen. Federführend koordiniert und leitet das Fraunhofer-Institut IPA dazu vier Konsortialprojekte. In den Projekten erarbeiten namhafte Unternehmen aus Baden-Württemberg zusammen mit Fachleuten aus der Forschung notwendige Bedingungen und Ausgestaltungen dieses Geschäftsmodells. Die Allianz Industrie 4.0 ist dabei eingebunden.
Leuchtturmprojekte für die Produktion
Ziel ist es, Leuchtturmprojekte für Everything as a Service (XaaS)-Dienste im Maschinen- und Anlagenbau aufzubauen. Dabei soll ein durchgängiges XaaS-Konzept in Form von End-to-End-Prozessen in der Produktion umgesetzt werden. Das bedeutet, dass alle Prozesse in einzelne Dienste zerlegt und in Form von XaaS-Diensten abgebildet werden.
Die einzelnen Projekten lieferten unterschiedliche Ergebnisse, die kostenlos online abrufbar sind.
Mehr erfahren?
Ausführliche Informationen zum Großforschungsprojekt und den Konsortien finden Sie auf der Website des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA.
Das Projekt wurde gefördert vom Land Baden-Württemberg im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus im Rahmen des Förderprogramms Invest BW.
Wie KI-basierte Lösungen die Zerspanung revolutionieren und neue Geschäftsmodelle ermöglichen
Zielsetzung: Skalierbare Produktivitätsoptimierung durch KI
Im Zentrum des Projekts steht die Steigerung der Produktivität in der Zerspanung bei gleichzeitiger Verbesserung der Ressourceneffizienz (Material, Energie, Kapital) – eine smarte Lösung für Klimaschutz und Digitalisierung. Die technische Grundlage bildet die Asset Administration Shell (AAS) oder Verwaltungsschale, die eine flexible Automatisierung und Datenverarbeitung ermöglicht.
Besonders hervorzuheben ist das innovative Geschäftsmodell: ein Pay-per-Productivity-Ansatz, bei dem Unternehmen nur für tatsächlich erzielte Produktivitätssteigerungen zahlen. Dies senkt die Einstiegshürden und macht die Lösung insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) attraktiv.
Projektstruktur und Partner
Das Projekt gliedert sich in drei zentrale Workstreams:
- Fundamentals: Technologische Grundlagen und KI-Integration
- Holz Use Case: Anwendung in der Holzbearbeitung
- Metall Use Case: Anwendung in der Metallzerspanung
Führende Partner wie MAPAL, WEINIG und das Fraunhofer IPA bringen ihre Expertise in Technik, Geschäftsmodellentwicklung und Forschung ein. Die Co-Creation und Co-Evolution über Branchengrenzen hinweg ist ein zentrales Element des Projekts. Ebenfalls werden Pilotkunden im Entwicklungsprozess eng miteinbezogen, um die tatsächliche Wertgenerierung für Kunden zu gewährleisten.
Technologischer Lösungsansatz
Ein sicherer und souveräner Datenaustausch wird über Datenraumtechnologien gewährleistet. Die Lösung ist modular aufgebaut und erlaubt eine flexible Skalierung. Auch die Zahlungsströme werden über den Datenraum abgebildet und erfordern keinen Koordinationsaufwand seitens der Projektteilnehmer.
Businessmodell und Ökosystem
Neben der Technologie steht die Entwicklung neuer Dienstleistungen und Geschäftsmodelle im Fokus:
Kollaborative Gestaltung eines Business-Ecosystems
Proof-of-Business für das Pay-per-Productivity-Modell
Value Capture- und Sharing-Konzepte
Die Anbieter-Kunden-Beziehung wird durch das Productivity-as-a-Service (PaaS)-Modell neu definiert. Kunden profitieren von datengetriebener Leistungsverbesserung und individueller KI-Unterstützung.
„PRODaaS@SCALE“ ist ein wegweisendes Projekt, das Digitalisierung, Klimaschutz und wirtschaftliche Skalierbarkeit vereint.
Durch die Kombination aus KI, Automatisierung und neuen Geschäftsmodellen entsteht eine zukunftsfähige Lösung für die Zerspanung – mit echtem Mehrwert für Industrie und Umwelt.
Datenpotenziale im Produktlebenszyklus intelligent nutzen
Zu dem X-Forge-Konsortium Product Life Cycle Enrichtment as a Service (PLCEaaS) gehören die WITTENSTEIN SE, die ASCon Systems GmbH, die TruPhysics GmbH und das Fraunhofer IPA. Gemeinsam wird erforscht, wie die Vielzahl der über den Produktlebenszyklus gewonnenen Daten mit Hilfe analytischer Methoden für nachhaltige Verbesserungen in den Bereichen Produktentstehung, Produktion, Betrieb und Instandhaltung genutzt werden können.
Die Nutzung der Dienste soll einfach und intuitiv sein und der Anwender muss keine detaillierten Data Science-Kenntnisse haben. Alle notwendigen Daten werden aufgenommen und durch eine anwendungsfallspezifische Verwaltungsschale den Diensten zur Verfügung gestellt. So kann ein flexibles End-to-End-Wertschöpfungsnetzwerk entstehen, das über den gesamten Lebenszyklus verfügbar ist.
Ende 2023 wurden die Forschungsergebnisse bei einer Live-Präsentation vorgestellt.
Intelligente Services für datengetriebene Produktion
Dienste wie Condition Monitoring informieren den Nutzer über den aktuellen Maschinenstatus und können präventiv vor Produktionsausfällen warnen.
Darüber hinaus können Erkenntnisse über Produkteigenschaften in Verbindung mit der Analyse von Betriebsdaten dazu verwendet werden, Neuentwicklungen anwendungsorientiert zu initiieren oder bei der Maschinenkonfiguration passender auszuwählen. Dies geschieht immer vor dem Hintergrund, dass alle Daten über den Produktlebenszyklus hinweg mit Kontextinformationen zur Verfügung stehen.
Viele neue Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt wurden bereits in wissenschaftlichen Arbeiten beschrieben und veröffentlicht, z. B. im Paper Designing Smart Services for a Component Manufacturer Based on a Digital Twin. Im Rahmen des Projekts PLCEaaS ist außerdem ein Leitfaden zur Erstellung eines Mustervertrags zur Maschinendatennutzung entstanden (siehe unten).
Überlassung und Nutzung von Maschinendaten
Da bei Überlassung und Nutzung von Maschinendaten rechtliche Aspekte berührt werden, haben die Mitglieder des Projekts PLCEaaS einen Mustervertrag mit Hinweisen erstellt, um relevante Rechtsfragen abzudecken.
Leitfaden und Mustervertrag dienen als unverbindliche und strukturierte Gesprächsbasis für die Datennutzung innerhalb einer Lieferkette.
